物理第十二章 原子与原子核《原子与原子核》专项练习.ppt
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1、原子与原子核原子与原子核专项练习专项练习易错排查练易错排查练1.1.关于光电效应的理解关于光电效应的理解,下列说法正确的是下列说法正确的是()A.A.发生光电效应时发生光电效应时,从金属中射出的光电子的动能一定满足从金属中射出的光电子的动能一定满足E Ek k=h-W=h-W0 0B.B.当入射光的频率大于金属的截止频率时当入射光的频率大于金属的截止频率时,金属中所有自由电子均可以吸金属中所有自由电子均可以吸收光子收光子,成为光电子成为光电子C.C.在发生光电效应时在发生光电效应时,所有光电子在离开金属时需要克服金属表面的吸引所有光电子在离开金属时需要克服金属表面的吸引所做的功都等于逸出功所做
2、的功都等于逸出功D.D.在发生光电效应时在发生光电效应时,不是所有吸收光子的自由电子都能从金属表面射出不是所有吸收光子的自由电子都能从金属表面射出成为光电子成为光电子D D 解析解析:光电效应是发生在金属表面的现象光电效应是发生在金属表面的现象,选项选项B B错误错误;逸出功是电子克服逸出功是电子克服金属表面的吸引所做功的最小值金属表面的吸引所做功的最小值,因此因此E Ek k=h-W=h-W0 0求得的是最大初动能求得的是最大初动能,选选项项A,CA,C错误错误;在发生光电效应时在发生光电效应时,一些自由电子吸收光子后一些自由电子吸收光子后,由于运动方向由于运动方向等多方面原因克服金属表面吸
3、引做功较多等多方面原因克服金属表面吸引做功较多,不能射出成为光电子不能射出成为光电子,选项选项D D正确正确.易错总结易错总结:(1)(1)光电效应是发生在金属表面的一种现象光电效应是发生在金属表面的一种现象,同时对于某一个光同时对于某一个光电子的速度、动能是不确定的电子的速度、动能是不确定的,爱因斯坦光电效应方程只能计算最大值爱因斯坦光电效应方程只能计算最大值;(2)(2)逸出功不能理解为克服金属表面引力所做的功逸出功不能理解为克服金属表面引力所做的功,而是做功的最小值而是做功的最小值.2.(2.(20162016江西十校联考江西十校联考)不同频率的紫外光分别照射钨和锌的表面而发不同频率的紫
4、外光分别照射钨和锌的表面而发生光电效应生光电效应,可得到光电子的最大初动能可得到光电子的最大初动能E Ek k随入射光频率随入射光频率变化的变化的E Ek k-图像图像.已知钨的逸出功是已知钨的逸出功是3.28 3.28 eVeV,锌的逸出功是锌的逸出功是3.34 3.34 eVeV,若将二者的图若将二者的图线画在同一个坐标中线画在同一个坐标中,以实线表示钨、虚线表示锌以实线表示钨、虚线表示锌,则下图中能正确反映则下图中能正确反映这一过程的是这一过程的是()A A 易错总结易错总结:抓住光电效应方程抓住光电效应方程E Ek k=h-W=h-W0 0进行图像的研究进行图像的研究,E Ek k-中
5、斜率为中斜率为普朗克常量普朗克常量h,h,横轴截距为金属的截止频率横轴截距为金属的截止频率.解解析析:由由光光电电效效应应方方程程知知,对对金金属属钨钨有有E Ek k=h-3.28=h-3.28 eVeV,对对金金属属锌锌有有E Ek k=h-3.34=h-3.34 eVeV,所所以以图图像像的的斜斜率率相相同同,图图线线应应平平行行.又又有有W W0 0=hhc c,则则图图线与横轴的截距越大线与横轴的截距越大,金属的截止频率越大金属的截止频率越大,则选项则选项A A正确正确.3.(3.(20162016湖北六校联考湖北六校联考)()(多选多选)下列四幅图涉及不同的物理知识下列四幅图涉及不
6、同的物理知识,其中说其中说法正确的是法正确的是()A.A.图图(甲甲):):普朗克通过研究黑体辐射提出能量子的概念普朗克通过研究黑体辐射提出能量子的概念,成为量子力学的成为量子力学的奠基人之一奠基人之一B.B.图图(乙乙):):玻尔理论指出氢原子能级是分立的玻尔理论指出氢原子能级是分立的,所以原子发射光子的频率所以原子发射光子的频率是不连续的是不连续的C.C.图图(丙丙):):卢瑟福通过分析卢瑟福通过分析粒子散射实验结果粒子散射实验结果,提出了原子的核式结构提出了原子的核式结构模型模型D.D.图图(丁丁):):根据电子束通过铝箔后的衍射图样根据电子束通过铝箔后的衍射图样,可以说明电子具有粒子性
7、可以说明电子具有粒子性ABC ABC 易错总结易错总结:物理学史是容易忽视的问题物理学史是容易忽视的问题,近几年在高考中常有涉及近几年在高考中常有涉及,注重平注重平时学习中的积累时学习中的积累,把物理成果和物理学家连线记忆把物理成果和物理学家连线记忆,效果更好效果更好.解析解析:图图(甲甲)是普朗克的黑体辐射图像是普朗克的黑体辐射图像,普朗克成为量子力学的奠基人普朗克成为量子力学的奠基人之一之一,选项选项A A正确正确;玻尔理论成功地解决核式结构遇到的困难玻尔理论成功地解决核式结构遇到的困难,即氢光谱、即氢光谱、原子的稳定性问题原子的稳定性问题,成功的关键是引入了量子理论即轨道量子化成功的关键
8、是引入了量子理论即轨道量子化,选项选项B B正确正确;卢瑟福通过卢瑟福通过粒子散射实验提出了原子核式结构模型粒子散射实验提出了原子核式结构模型,选项选项C C正正确确;图图(丁丁)是电子的衍射图样是电子的衍射图样,说明了电子具有波动性说明了电子具有波动性,证明了物质波证明了物质波的存在的存在,选项选项D D错误错误.4.(4.(20162016河北张家口模拟河北张家口模拟)()(多选多选)人们发现人们发现,不同的原子核不同的原子核,其核子的其核子的平均质量平均质量(原子核的质量除以核子数原子核的质量除以核子数)与原子序数有如图所示的关系与原子序数有如图所示的关系.下下列关于原子结构和核反应的说
9、法正确的是列关于原子结构和核反应的说法正确的是()A.A.由图可知由图可知,原子核原子核D D和和E E聚变成原子核聚变成原子核F F时会有质量亏损时会有质量亏损,要吸收能量要吸收能量B.B.由图可知由图可知,原子核原子核A A裂变成原子核裂变成原子核B B和和C C时会有质量亏损时会有质量亏损,要放出核能要放出核能C.C.已知原子核已知原子核A A裂变成原子核裂变成原子核B B和和C C时放出的时放出的射线能使某金属板逸出光射线能使某金属板逸出光电子电子,若增加若增加射线强度射线强度,则逸出光电子的最大初动能增大则逸出光电子的最大初动能增大D.D.在核反应堆的铀棒之间插入镉棒是为了控制核反应
10、速度在核反应堆的铀棒之间插入镉棒是为了控制核反应速度BD BD 易错总结易错总结:核反应中能量的释放和吸收判断核反应中能量的释放和吸收判断,主要是通过核子的平均质量主要是通过核子的平均质量关系关系,看质量增加还是质量亏损看质量增加还是质量亏损.或者通过平均结合能看或者通过平均结合能看,即平均结合能即平均结合能增大增大,核反应要释放能量核反应要释放能量;平均结合能减小平均结合能减小,则核反应要吸收能量则核反应要吸收能量.解析解析:根据质能方程根据质能方程,质量减小质量减小,释放核能释放核能,质量增加质量增加,吸收能量吸收能量,原子核原子核D D和和E E聚变成原子核聚变成原子核F F时会有质量亏
11、损时会有质量亏损,所以要释放能量所以要释放能量,选项选项A A错误错误;原原子核子核A A裂变成原子核裂变成原子核B B和和C C时会有质量亏损时会有质量亏损,要放出能量要放出能量,选项选项B B正确正确;根根据光电效应方程据光电效应方程E Ek k=h-W=h-W0 0,增加增加射线强度射线强度,则逸出光电子的最大初动则逸出光电子的最大初动能不变能不变,选项选项C C错误错误;为了控制核反应速度常常在核反应堆的铀棒之间为了控制核反应速度常常在核反应堆的铀棒之间插入镉棒插入镉棒,选项选项D D正确正确.5.(5.(20162016山东泰安模拟山东泰安模拟)()(多选多选)如图所示为氢原子的能级
12、结构示意图如图所示为氢原子的能级结构示意图,一群氢原子处于一群氢原子处于n=3n=3的激发态的激发态,在向较低能级跃迁的过程中向外辐射出光在向较低能级跃迁的过程中向外辐射出光子子,用这些光子照射逸出功为用这些光子照射逸出功为2.49 2.49 eVeV的金属钠的金属钠,下列说法正确的是下列说法正确的是()A.A.这群氢原子能辐射出三种不同频率的光这群氢原子能辐射出三种不同频率的光,其中从其中从n=3n=3能级跃迁到能级跃迁到n=2n=2能级能级所发出的光波长最长所发出的光波长最长B.B.这群氢原子在辐射光子的过程中电子绕核运动的动能减小这群氢原子在辐射光子的过程中电子绕核运动的动能减小,电势能
13、电势能增大增大C.C.能发生光电效应的光有三种能发生光电效应的光有三种D.D.金属钠表面所发出的光电子的最大初动能是金属钠表面所发出的光电子的最大初动能是9.60 9.60 eVeVAD AD 易错总结易错总结:一群氢原子跃迁时辐射出的光子的种类为一群氢原子跃迁时辐射出的光子的种类为 ,能否发生能否发生光电效应要比较光子的能量与逸出功的关系光电效应要比较光子的能量与逸出功的关系.6.6.如图如图(甲甲)所示为氢原子的能级图所示为氢原子的能级图,图图(乙乙)为氢原子的光谱为氢原子的光谱.已知谱线已知谱线a a是氢是氢原子从原子从n=4n=4的能级跃迁到的能级跃迁到n=2n=2的能级时的辐射光的能
14、级时的辐射光,则谱线则谱线b b可能是氢原子可能是氢原子()A.A.从从n=3n=3的能级跃迁到的能级跃迁到n=2n=2的能级时的辐射光的能级时的辐射光B.B.从从n=5n=5的能级跃迁到的能级跃迁到n=2n=2的能级时的辐射光的能级时的辐射光C.C.从从n=4n=4的能级跃迁到的能级跃迁到n=3n=3的能级时的辐射光的能级时的辐射光D.D.从从n=1n=1的能级跃迁到的能级跃迁到n=2n=2的能级时的辐射光的能级时的辐射光B B 易易错错总总结结:能能级级跃跃迁迁时时,能能级级间间的的能能量量差差等等于于释释放放光光子子的的能能量量,即即hh=E Em m-E-En n,在在n n相相同同的
15、的情情况况下下,m,m越越大大,放放出出光光子子频频率率越越高高;在在m m相相同同的的情情况况下下,n,n越越大大,放放出出光光子子频频率率越越低低;在在m-nm-n相相同同的的情情况况下下,m,nm,n越越大大放放出出光光子子的频率越小的频率越小.解析解析:由图由图(乙乙)看出看出b b谱线对应的光的频率大于谱线对应的光的频率大于a a谱线对应的光的频率谱线对应的光的频率,而而a a谱线是氢原子从谱线是氢原子从n=4n=4能级跃迁到能级跃迁到n=2n=2能级时的辐射光能级时的辐射光,所以所以b b谱线对谱线对应的能级差应大于应的能级差应大于n=4n=4与与n=2n=2间的能级差间的能级差,
16、选项选项B B正确正确.7.(7.(20162016山东济宁检测山东济宁检测)当两个中子和两个质子结合成一个当两个中子和两个质子结合成一个粒子时粒子时,放放出出28.30 28.30 MeVMeV的能量的能量,当三个当三个粒子结合成一个碳核时粒子结合成一个碳核时,放出放出7.26 7.26 MeVMeV的能的能量量,则当则当6 6个中子和个中子和6 6个质子结合成一个碳核时个质子结合成一个碳核时,释放的能量为释放的能量为()A.21.04 A.21.04 MeVMeVB.35.56 B.35.56 MeVMeVC.92.16 C.92.16 MeVMeVD.77.64 D.77.64 MeVM
17、eVC C 解析解析:设中子的质量为设中子的质量为m mn n,质子的质量为质子的质量为m mp p,粒子的质量为粒子的质量为m m,碳原子核碳原子核的质量为的质量为m mC C.根据质能方程根据质能方程EE1 1=28.30=28.30 MeVMeV=2(m=2(mn n+m+mp p)-m)-mcc2 2EE2 2=7.26=7.26 MeVMeV=3m=3m-m-mC Ccc2 2EE3 3=6m=6mn n+6m+6mp p-m-mC Ccc2 2联立各式得联立各式得EE3 3=92.16=92.16 MeVMeV.易错总结易错总结:本题的易错点是没有正确理解结合能的概念而直接将题目中
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